高中物理第十四章电磁波1电磁波的发现学案1新人教版选修3_4

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1、1．电磁波的发现1．了解电磁波发现的过程，领会人类认识世界的认知规律。2．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。3．知道变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。知道变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播就形成电磁波。4．知道赫兹用实验证明了电磁波的存在，在人类历史上首先捕捉到了电磁波。科学家们设想，为了进一步地开发利用太阳能，建设太空太阳能发电站，将发电站发射到同步轨道上，展开巨大的太阳能电池板，接收太阳能发电。发出的电要怎样才能输送到地球上呢？提示：讨论利用电磁波的可行性。1．伟大的预言(

2、1)变化的磁场产生电场实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生________。麦克斯韦对该问题的见解：回路里有________产生，一定是变化的________产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。该现象的实质：变化的__________产生了电场。(2)变化的电场产生磁场麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生_______。思考：变化的磁场所产生电场的电场线和以前所学静电场的电场线有区别吗？2．电磁波(1)电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么

3、它就会在空间引起不均匀变化的______，这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的______……于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成______。(2)电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波中的电场强度和磁感应强度互相______，而且二者均与波的传播方向______，因此电磁波是____波。(3)电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于______。3．赫兹的电火花(1)赫兹的实验：如图所示。(2)实验现象：当感应线圈的两个金属球间有火花跳过时，导线环两个金属小球也跳过电火

4、花。(3)现象分析：当感应线圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种电磁场以__________的形式在空间传播。在______到达导线环时，它在导线环中激发出__________，使得导线环的空隙处也产生了火花。(4)实验结论：赫兹证实了________的存在。(5)赫兹的其他实验成果：赫兹做了一系列的实验，观察了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象，并通过测量证明，电磁波在______中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。思考：你能否列举出生活中的现象来证明电磁波的存在？答

5、案：1．(1)感应电流　感应电流　磁场　磁场　(2)磁场思考提示：变化的磁场所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的。2．(1)磁场　电场　电磁波　(2)垂直　垂直　横　(3)光速3．(3)电磁波　电磁波　感应电动势　(4)电磁波　(5)真空思考提示：夏天打雷时正在收听的收音机里会发出“喀喀”的声音；手机接收信号时其附近的电视机会发出声音。这些现象能说明电磁波的存在。一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1．电磁场的产生：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁

6、场又在它周围空间产生变化的电场……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。2．麦克斯韦电磁场理论的要点(1)恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。(2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。(3)振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场。电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割，磁感线、电场线都是闭合的曲线；静电场、静磁场是单独存在的，且电场线是非闭合曲线，静止的电场和磁场不是电

7、磁场。二、电磁波的特点有哪些？1．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变。在介质中的速度都比真空中速度小，注意机械波在不同介质中速度不同，其传播速度由介质决定。2．不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大。3．在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度相同：v＝c，且c＝λf,λ＝。4．因为电磁波是交变电磁场互相激发产生的，所以电磁波传播时不需要介质，可在真空中传播。5．电磁波是横波，电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。6．电磁波遇到其他物体时，能发生反射、

8、折射等现象。7．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。8．电磁波可以脱离“波源”独立存在。电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，空间中的电磁波仍继续传播。三、电磁波与机械波的比较机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象周期性变化的